空气能热水器的应用

在能源问题和空气污染的大环境下，环保新能源的开发与借助得到了更加多人的关注。空气能热泵技术作为一种节能的新技术被借助到空气能热水器中，自开发以来，因其具备节能、安全、环保、方便等优势慢慢在热水器领域中大展身手。空气能热水器对比其他热水器（燃气热水器、电热水器、太阳能热水器）有以下优势：

（1）节能。空气能热水器在热泵技术的基础上借助小量电量将空气中的低温热能运输至热水中以致完成水加热。通过得到大量空气中的低温热能，其能效比高达4.5。

（2）安全。空气能热水器在加热过程中使用了水电分离设计，防止造成漏电、触电危险；加热过程无燃料输送，可防止因燃料泄露引发的火灾、中毒等危险。

（3）环保。空气能热水器制热过程是借助工作介质来完成能量转换，零污染环境的废弃物排放，所以达到环保的效果。

（4）方便。空气能热水器安装方便，不管是在室外或者室内，只需有安装空间就可以得到空气热能。与此同时空气能热水器受外界环境条件的影响较小，冬天、阴雨天均可完成制热。

空气能热水器工作原理图

2空气能热水器工作原理

空气能热水器又名空气能热泵热水器，是借助逆卡诺循环的原理，通过做功将热能从低温物体运输至高温物体。空气能热水器主要由蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀四大核心部件和风机、干燥过滤器、储液罐、智能控制器等配件组成。如图1所示，空气能热水器工作过程中，工作介质（又名冷媒，沸点低）进入蒸发器，在风机的作用下，空气中的大量热能在蒸发器中被交换吸收，工作介质吸收了热能后温度升高，由液态转变为气态；

气体形态的工作介质进入空气压缩机，借助小量的电量将工作介质转变成高温高压的气体；经压缩后的高能工作介质进入冷凝器与水进行热交换后释放热能，水吸收了热能后温度升高，工作介质的能量降低并由气态转变为液态；转变成液态的工作介质进入膨胀阀经节流处理后重新进入蒸发器开始下一轮循环。

空气能热水器在借助小量电量的情况下，借助热泵技术将热能从低温物体运输至高温物体，能够 有效的借助空气中的热能。根据能量守恒定律：

Q2=W+Q1

Q2为热水得到的总能量，W为压缩机消耗的电量，Q1为空气中吸收的热能。

空气能热泵的能效比用COP表示，COP是热水得到的总能量与消耗电量的比值；

即COP=　Q2/W。

COP=Q2/W=(W+Q1)/W=1+Q1/W

由上式可以知道空气能热水器的能效比COP恒大于1，说明运用热泵技术制热吸取的总能量恒大于做功用的电量，从而达到节能的效果。

空气能热泵能量转换示意图

3应用案例

3.1项目概况

该工程项目驻地内有1幢2层办公楼和2幢2层宿舍楼，2个公共洗浴间，其中宿舍楼内含有10个独立卫生间。工程项目共有办公人员43人，根据《建筑给水排水设计规范》，热水用水定额设为60L/人.d，每天最大的热水用量为2.58m³，热水出水温度定为55℃。

该工程项目离城镇较远，燃气管道没有办法接入，没有办法使用燃气热水器。太阳能作为清洁能源在热水器行业也获得了广泛的应用，但太阳能热水器受天气条件的影响比较大，阴雨天气时需增加电辅助加热。结合工程项目地理环境和实际情况使用空气能热水器为工程项目提供生活热水。空气能热水器热水供应系统如图3所示。

空气能热水器热水供应系统图

空气能热水器是一种节能、高效、安全环保、适用性较强的新一代热水器，将会在热水器行业中获得更广泛的应用。

空气能热水器热水供应系统图

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